GIS空间分析使用ppt课件.ppt

1 GIS空间分析 使用ArcGIS 2 课程简介 GIS软件应用 课程是本专业本科生的专业选修课程 拟通过该门课程的学习 使学生掌握常用GIS软件的操作 加深对GIS基本原理的理解和领会 并能够熟练运用一种GIS软件完成地理空间数据的处理和分析 3 主要内容 GIS应用基础地理空间数据库管理GIS空间分析应用制作专题地图 4 学时分配 讲授 18学时 单周 上机实践 18学时 双周 成绩考核 平时作业 20期中考试 20期末考试 60上课时间 周一1 2上课地点 校本部文渊楼612 5 参考资料 参考书 讲义 GIS空间分析 使用ArcGIS 杨克诚 ArcGIS8Desktop地理信息系统应用指南 清华大学出版社 党安荣等 ArcView地理信息系统空间分析方法 科学出版社汤国安光盘 CD1 ArcGIS空间分析教学光盘CD2 7 ArcGIS9Desktop Workstation 6 书根据美国ESRI公司的最新GIS产品ArcGIS8 2编写而成 系统地介绍了ArcGIS8Desktop的软件功能及GIS数据处理方法 全书分ArcGIS基础 ArcMap应用 ArcCatalog应用 ArcToolbox应用和GeoDatabase应用等5个部分 共31章 涵盖了软件安装 地图编辑 数据编辑 符号制作 统计分析 空间分析 图形绘制 数据管理 网络分析和地理数据库建立等所有方面 在系统全面叙述ArcGIS8的3个基本模块 ArcMap ArcCatalog ArcToolbox的应用基础 应用过程和操作步骤的基础上 对地理数据库的基本概念 建立方法和建立过程等进行了概要的介绍 本书可以作为ArcGIS8软件用户的使用指南 对其他从事地理信息系统应用研究的人员也有参考价值 市场价 63 00优惠价 47 25 7 相关资源 教师联系方式 Email kecheng yang 课程网站 http www geo 8 网络资源 9 地理信息系统资源站 GIS空间站 10 11 第1课GIS应用基础 GIS基本概念 什么是GISGIS应用 GIS可以做什么GIS数据库主流GIS平台软件介绍 12 1 1GIS基本概念 信息 地理信息信息系统地理信息系统地理信息系统的构成计算机硬件系统计算机软件系统地理空间数据系统开发 管理和使用人员 13 1 1 1信息 地理信息 信息和数据信息来源于数据 Data 数据是一种未经加工的原始资料 数字 文字 符号 图像都是数据 数据是客观对象的表示 而信息则是数据内涵的意义 是数据的内容和解释 例如 从实地或社会调查数据中可获取到各种专门信息 从测量数据中可以抽取出地面目标或物体的形状 大小和位置等信息 从遥感图像数据中可以提取出各种地物的图形大小和专题信息 14 地理信息地理信息是有关地理实体的性质 特征和运动状态的表征和一切有用的知识 它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释 而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示 包括空间位置 属性特征 简称属性 及时域特征三部分 空间位置数据描述地物所在位置 这种位置既可以根据大地参照系定义 如大地经纬度坐标 也可以定义为地物间的相对位置关系 如空间上的相邻 包含等 属性数据有时又称非空间数据 是属于一定地物 描述其特征的定性或定量指标 时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻 时段 时间数据对环境模拟分析非常重要 正受到地理信息系统学界越来越多的重视 空间位置 属性及时间是地理空间分析的三大基本要素 15 地理信息的特征地理信息除了具有信息的一般特性 还具有以下独特特性 1 空间分布性 地理信息具有空间定位的特点 先定位后定性 并在区域上表现出分布式特点 其属性表现为多层次 因此地理数据库的分布或更新也应是分布式 2 数据量大 地理信息既有空间特征 又有属性特征 另外地理信息还随着时间的变化而变化 具有时间特征 因此其数据量很大 尤其是随着全球对地观测计划不断发展 我们每天都可以获得上万亿兆的关于地球资源 环境特征的数据 这必然对数据处理与分析带来很大压力 3 电子地图来是是信息的载体 也是信息的传播媒介 16 1 1 2信息系统 信息系统的基本组成信息系统是具有采集 管理 分析和表达数据能力的系统 信息系统由计算机硬件 软件 数据和用户四大要素组成 另外 智能化的信息系统还包括知识 计算机硬件包括各类计算机处理及终端设备 软件是支持数据信息的采集 存贮加工 再现和回答用户问题的计算机程序系统 数据则是系统分析与处理的对象 构成系统的应用基础 用户是信息系统所服务的对象 17 18 信息系统的类型根据系统所执行的任务 信息系统可分为事务处理系统 Transactionprocesssystem 和决策支持系统 Decisionsupportsystem 事务处理系统强调的是数据的记录和操作 民航定票系统是其典型示例之一 决策支持系统是用以获得辅助决策方案的交互式计算机系统 一般是由语言系统 知识系统和问题处理系统共同构成 19 1 1 3地理信息系统 定义 地理信息系统 GIS GeographicInformationSystem 是以采集 存储 管理 分析 描述和应用整个或部分地球表面 包括大气层在内 与空间和地理分布有关的数据的计算机系统 97年的参考文献 它由硬件 软件 数据和用户有机结合而构成 它的主要功能是实现地理空间数据的采集 编辑 管理 分析 统计 制图的工具已逐步发展起来 地理信息系统处理 管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系 包括空间定位数据 图形数据 遥感图像数据 属性数据等 用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程 解决复杂的规划 决策和管理问题 20 现实世界的抽象 我们所面对的现实世界 现实世界 自然界 河流 植被 地质 现实世界 人类活动 人口分布 经济发展指标 土地开发度 道路交通等 对实体的描述手段 实体 属性对空间实体的描述手段 图层 图层 空间实体 属性 空间实体的表达形式 点 比如灾害点 线 比如公路 面 比如湖泊 GIS如何组织地理数据 21 22 GIS可以回答的问题 1 位置 Locations 即在某个特定的位置有什么 2 条件 Conditions 即什么地方有满足某些条件的东西 3 变化趋势 Trends 该类问题需要综合现有数据 以识别已经发生了或正在发生变化的地理现象 4 分布规律 Patterns 该类问题是分析与已经发生或正在发生事件有关的因素 如交通事故 地点 与时间有关 是不是在特定的路口 在这些路口有什么 5 模型 建模 Models 假如 该类问题的解决需要建立新的数据关系以产生解决方案 如超市 警察局选址问题 23 1 1 4地理信息系统的构成 IDRISI ILWIS ARC INFO GIS 软件software 人员people POLICYAND PROCEDURES FOR RESOURCE MANAGEMENT 数据data 硬件hardware 规则 流程 模型 24 完整的GIS主要由五个部分构成 即计算机硬件系统 计算机软件系统 地理空间数据和系统管理操作人员 过程 规则 流程 模型 方法 其核心部分是计算机软硬系统 空间数据库反映了GIS的地理内容 而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式 过程 GIS要求明确定义的 一致的方法来生成正确的可验证的结果 25 计算机硬件系统 GIS硬件配置一般包括四个部分 1 计算机主机 2 数据输入设备 数字化仪 图像扫描仪 手写笔 光笔 键盘 通讯端口等 3 数据存贮设备 光盘刻录机 磁带机 光盘塔 活动硬盘 磁盘阵列等 4 数据输出设备 笔式绘图仪 喷墨绘图仪 打印机 激光打印机等 26 计算机软件系统 27 系统软件 系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件 目前流行的有Windows98 Nnt 2000 XP Linux等 系统软件关系到GIS软件和开发语言使用的有效性 是GIS软硬件环境的重要组成部分 28 基础软件 数据库软件用来管理空间数据 包括图形数据和属性数据 流行数据库软件主要有Oracle Sybase Informix DB2 SQLServer Ingress等 目前GIS软件中采用商用数据库管理属性数据 一个有发展前景的模型是面向对象数据模型 可实现图形和属性数据的联合管理 Oracle Informix Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型 而ESRI公司的SDE SpatialDatabaseEngine 也是基于关系数据库的空间数据管理平台 29 GIS软件 30 GIS平台软件的基本功能为了可用来求解现实世界的有关问题 一个GIS应该包括六个基本功能 获取数据存储数据数据查询数据分析数据可视化输出数据 31 32 地理空间数据 地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然 社会和人文景观数据 可以是图形 图像 文字 表格和数字等 由系统的建立者通过数字化仪 扫描仪 键盘 磁带机或其他通讯系统输入GIS 是系统程序作用的对象 是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容 GIS是基于计算机的信息系统 其处理的对象是地理空间数据 33 34 空间数据的几何特性 面 点 线 体 35 系统开发 管理和使用人员 人是GIS中的重要构成因素 地理信息系统从其设计 建立 运行到维护的整个生命周期 处处都离不开人的作用 仅有系统软硬件和数据还构不成完整的地理信息系统 需要人进行系统组织 管理 维护和数据更新 系统扩充完善 应用程序开发 并灵活采用地理分析模型提取多种信息 为研究和决策服务 36 应该指出的是 地理信息系统只是一种技术手段或工具 它的作用 是人自身分析思想的延伸 它的作用在很大程度上取决于用户 规划人员 管理人员 领导者 的水平 技能和经验 系统可快速地采集和显示所需的资料 按地理位置分布的空间信息 执行指定的分析计算 提供结果信息 帮助用户制定决策 但系统本身并不作决策 它只是辅助和支持用户 而不是代替用户决策 37 GIS应用基本内容 应用领域应用环境单机应用网络应用移动应用 38 1 2 1应用领域 公众领域 设施管理 智能交通管理 工程建设 城市规划 通信 物流 CRM 客户关系管理 军事领域 军事战略分析 智能导航武器如美国在海湾战争 科索沃战争中采用的辅助指挥作战的GIS系学术领域 环境保护 灾害预测 宏观决策分析个人领域 个人导航 无线位置服务 WirelessLocationService WebGIS 39 40 41 42 GIS应用环境 单机应用 GIS数据处理 专业GIS分析 地图设计出版网络应用 比如 GoogleEarth GoogleMap等WebGIS 电力 电信等企业级GIS业务系统 移动应用 GPS卫星导航 个人位置服务 车辆跟踪及监控 43 1 3主流GIS软件平台介绍 ESRI系列MapInfo系列SuperMapGIS系列软件 44 主流GIS软件一览表 国内GIS软件MAPGIS中国地质大学信息工程学院产品 45 国外GIS软件ARCGIS美国环境系统研究所公司ESRIInc 产品 46 TITAN3 0 功能强大的GIS软件平台加拿大阿波罗科技集团产品 47 WEBGIS软件 MapInfoProServerMapInfoCorp 产品 48 ESRI产品序列 ESRI公司 EnvironmentalSystemsResearchInstituteInc 于1969年成立于美国加利福尼亚州的Redlands市 公司主要从事GIS工具软件的开发和GIS数据生产 ESRI公司作为全球专业的GIS软件开发公司 历经30多年的发展 已发展遍布全球的数以百万计的用户 其软件产品经多年的实践应用 奠定了GIS领域事实上的标准 49 50 ArcGIS系列软件 1 桌面产品ArcView 桌面级GISArcEditor 专业级GISArcInfo 专家级GIS2 数据库产品ArcSDE 空间数据库引擎3 网络GIS产品ArcIMS Internet地图服务器ArcGISServer 企业级的GIS服务器 51 4 移动GIS产品ArcPad 移动GIS5 组件式GIS产品MapObjectsforwindows Windows版GIS开发包MapObjectsforJava Java版GIS开发包ArcGISEngine 目前功能最为强大的GIS组件6 免费软件产品ArcReader 地图发布文件浏览器ArcExplorer GIS图形浏览器 52 7 扩展模块SpatialAnalyst 空间分析模块3DAnalyst 三维可视化分析模块GeoStatisticalAnalyst 统计分析模块ArcPress 制图输出模块MrSID 影像压缩模块ArcPublisher 地图发布模块 53 MapInfo系列 MapInfo是全球信息可视化技术的领导者 总部设在美国纽约州特罗依市 其产品和服务遍布全球58个国家和地区 并已经被翻译成20种语言全球有超过30万个颁在各行各业的用户在使用MapInfo产品和技术 MapInfo在全球拥有超过1000个的应用软件开发合作伙伴 他们可以为企业和政府部门提供各种应用解决方案 同时MapInfo拥有广泛的业界支持 MICROSOFT ORACLE INFORMIX IBM SUN